10kV配電網的同期線損管理及降損策略研究

中海油節能環保服務有限公司 王震甲 李子騰 嚴少剛

1 引言

伴隨電力資源的大批量消耗，環境壓力越來越大，全球氣候也在逐漸變暖，這種種問題都引起社會的重點關注。目前我國仍處于消費升級和產業發展的關鍵時期，持久、安全、穩定的電力資源是社會各行各業飛速發展重要的保障，所以，我國電力資源是否能夠正常供給關系重大。當前，我國10kV 等級配電網的線損量約占整個電力網絡損耗量的75%，故10kV 配電網降損工作是整個電力行業線損管理的重中之重。但目前多數電力單位10kV 線損計算方法粗糙，導致所得結果誤差較大、精確度低，并不能反映實際因線損而造成的電量損失。據相關資料表明，10kV 配電網線損電量損失占比較高，約為60%～65%。所以，10kV 配網的降損工作是電力企業線損管理的核心要點。但線損原因復雜，現存10kV 中低壓配網的線損理論計算方法誤差高、精度低、效果不夠理想，不能很好反映配網線路損耗的實際情況和水平。因此，需要加強10kV 配電網線損研究。

2 10kV 配電網線損關鍵參數

10kV 配電網的線損關鍵參數主要如下所示，了解掌握此類參數是做好線損工作的前提[1]。

電纜電阻值：

式中，ρ代表電纜電阻率；l代表電纜長度；S代表電纜截面積。

鑒于會受到外界溫度影響，故電阻值式優化為：

式中，T 代表外界工作溫度；β代表RL的溫度修正系數，其中鋁β的值為0.0036℃，銅的β值為0.0038℃，各種環境工況下式（2）均普遍適用。

電纜電抗：

式中，rds代表相電纜的半徑；Deq代表目標電纜重心間的均距；m代表目標電纜分裂數。

電纜電納：

式中，BL代表單相目標電纜的電納；lg 代表目標電纜重心間的均距與相導線的半徑取對數函數。

3 10kV 配電網線損分析

3.1 10kV 配電網線損的概念

電能一般是由發電廠生產，然后經過升壓變電站將電壓抬高后利用配電網線路進行電力傳輸，通過電力營銷平臺以及相關計量裝置后被用電客戶按需索取，在整個生產供配電工作中，各個流程毫無疑問地都存在或多或少的電能損耗和無功功率。將各個流程的電能損耗疊加起來的總量稱為線損；線損的電量與配網總供電量的比值定義為線損率[2]。

式中，ΔL%代表配網線損率；ΔE代表配網線損的電量；E1代表配網總供入電量；E2代表配網總供出電量。

3.2 10kV 配電網的線損分類

10kV 配電網的線損一般分為技術線損與管理線損，如圖1所示。

圖1 10kV 配電網的線損分類

技術線損主要是根據電氣設備技術參數和配網的實際負載量進行相關計算獲得的線損值，通常包括可變損耗以及固定損耗兩種，其取值大小會跟隨電氣設備規格型號及電網實際負載情況的變化而變化。在10kV 配電網線路電氣設備技術參數恒定的條件下，電網在正常工作中，實際電力負荷的變化會引起技術線損的理論計算值發生變動，動態變化中的最小線損率又叫經濟線損，此刻的電流叫作經濟電流[3]，利用經濟電流，降低配電網線損的同時還可以降低系統的投資成本。

管理線損一般是無法查明原因的線路損失，有可能是制度法規不完善、也有可能是工作管理不到位或是電表的故障或計量誤差、抄表人員的粗心大意等因素而造成配電網供用電環節中頻發跑、漏電等惡性情況 ，導致一定程度的電量消耗。此外，如果某些用電居民的法律意識不高、自身素質有待提高，可能會發生偷、盜電等不良現象，干擾市場秩序，引起線損管理方面的誤差。因此，線損管理工作不僅要完善管理體系，出臺相關線損管理措施，升級改造電氣設備，還應加強偷盜電法律宣傳，做好用電居民教育提升其自身修養。

4 10kV 配電網同期線損管理

4.1 完善線損管理體系

電力單位線損管理工作是否有效已成為企業自身重要的考核指標，因此，采用新興的計算機通信技術和Internet 網絡技術進行精細化的線損管理工作，并將這些技術滲透到配電網線損管理工作的各個流程中，利用新興的通信手段搭建四個保障、三個強化的線損管理體系，有效對整個配網的輸電線路線損情況進行動態的監測。同時，電力單位要不斷完善目前配網的管理模式及工作體系，電力單位應結合自身情況對系統中的全部供電線路、電氣設備等全面考量，調研各個設備的實際耗電情況，核算線損大小，差異化對各設備的線損狀況制定針對性的線損管理方案，在完善線損工作體系的同時要制定好線損工作各階段的小目標，并逐個擊破。此外，搭建線損管理平臺也可以實現對配網系統進行動態數據實時監測、精準預警、有效互享，通過運行平臺的人機界面可以全面掌握系統線損工作的詳細數據。

4.2 加強用電過程管控

隨著通信技術的飛速前進，為滿足人民不斷增長的用電需求，當前的供電單位需要對配網輸電線路統一升級優化，確保電力數據采集的準確性的同時利用計算機技術盡可能地對配電網總的線耗進行詳細測算。且經過計算機技術的升級改造后，還可以使整個配網線路的通信水平大大提升，動態掌握輸電線路的電力運轉情況，及時發現配電網的異常工作情況，第一時間通知工作人員進行處理，不耽誤生產進度的同時將故障帶來的影響降低到最低，強化用電過程管控，進一步改善用戶的用電體驗，此外，在線損工作實際開展過程中，還需額外安裝盲電補償裝置，設計施工時提前對配電網的總體線路統籌規劃，堅持“安全第一、高效運行”的工作理念，預先對整個區域的用電客戶情況進行摸排調查，同時結合當地實際的外界工作環境，統籌整個配網的建設方案，為后面線損管理工作奠定基礎。

4.3 強化配電網智能化程度

設計人員在配電網設計規劃時期，為使供電單位在后期的運營維護中高效工作，具備較強的數據采集和分析處理能力，需要廣泛采用自動化技術，對于已經建成的配電網，應在其系統中引入自動計數的監測設備、控制裝置等進行智能化技改，多維度提升配網系統的監控水平，增強供電單位對配網的掌控能力和數據分析能力，一旦發生故障時可以及時應對，迅速處理。總之，配網自動化水平的提升，不僅需要電力企業的營銷服務質量和水平要有所提高，還需要供電單位員工加強自身的業務知識學習，以便更好操控智能化的設備，更加有效地對線損進行高效管理。

5 10kV 配電網同期降損策略研究

5.1 合理選擇配電網電纜橫截面積

在我國目前的10kV 配網中，廣泛采用的電纜是鋁包鋼絞線。電纜材料為鋼芯，強度較好不易斷裂，電纜長度在配網設計階段也做好了規劃因此也保持固定，但電纜的橫截面積卻是能夠選擇的。單從降損角度進行選擇，電纜的橫截面積肯定是越大降損效果越好，然而，電纜的橫截面積越大其投資成本也越高，因此，應統籌多方面進行考慮，可以參考上面提到的經濟電流密度參數來選擇10kV 配電線路的電纜橫截面積，其常見取值見表1。

表1 10kV 配電線路的常用電纜的經濟電流值（單位：A）

5.2 通過變壓設備實現降損目的

電力單位可以借助調整變壓設備的工作參數來降低10kV 配網的線損值，比如，采用新一代的變壓設備代替傳統的高能變壓器，并根據一年四季的氣候的特點改變變壓設備的運行狀態來適應10kV配電網中電力負載的變化，從而減小系統線損，提升配網的總工作效率[4]。在實際輸電線路施工過程中，要根據當地地理情況合理選用多種形式有機組合的安裝方式，減少安裝成本的同時提高施工質量。

5.3 做好電網配電線路無功補償

電容、電感等電氣件安裝于10kV 配網電能生產及傳輸的各個生產流程中，造成線網線路中許多無功功率的產生，科學采取無功補償手段降低10kV配網的線損已迫在眉睫。在10kV 配網中引入現代化無功補償技術后，無須增加任何變壓裝置，一方面充分發揮了現有變壓設備的效能，提高了各用電設備的功率因數，另一方面減小了由于無功引起的線路損耗，也為企業降低了設備成本，自動控制10kV配電網的有功傳輸的同時提高了配網的電能利用率。因此，10kV 配網要想做好線損工作，需采用現代化的無功補償手段，降低配網系統無功損耗的同時提升配網的運行質量[5]。

5.4 優化改善計量管理

電力企業必須合理的選擇計量設備及計量方式，滿足自身使用條件的同時兼顧用戶的相關需求，達到對電能計量的精準控制，進而對配網線損的進行高效化掌控。此外，電力企業需要根據實際情況綜合考慮集中計量和局部計量相結合的方式進行布置，前者可以整體測量整個配電網中全部的供電量，后者是對某片區域內的用電客戶的實際耗電量分別進行統計，通過兩者采用的計量值進行一一對比，可以對區域內的實際用電情況進行把控。

6 結語

本文首先對10kV 配電網的關鍵參數進行了介紹，然后在10kV 配電網的技術及管理線損充分分析基礎上，探究了10kV 配電網同期線損管理措施，提出了優化了配網供電架構、合理選擇配網設備與材料、減小供電半徑、配電線路無功補償及優化計量管理等策略，節約成本的同時，又為企業創造了較高經濟利益，推動了電力企業的健康發展。